فهرست مطالب

مجله اکو هیدرولوژی
سال پنجم شماره 4 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/10/04
  • تعداد عناوین: 25
|
  • جواد شهرکی ، علی سردارشهرکی، صفیه نوری صفحات 1063-1078
    هدف از پژوهش حاضر، تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه سیستان تحت سه سناریو ی مدیریتی با استفاده از تکنیک فراابتکاری جامعه مورچگان است. نتایج تحقیق نشان می دهد بهترین مقدار تابع هدف (حداکثرسازی میزان تامین آب) با استفاده از الگوریتم یادشده 5/82 میلیون مترمکعب بوده است. همچنین، در سال های اولیه مقدار رهاسازی بهینه الگوریتم مورچگان 21 و میزان تقاضا 3/98 میلیون مترمکعب به دست آمده که به مقدار 3/77 میلیون مترمکعب عدم تامین نیاز وجود داشته است. عملکرد الگوریتم مورچه در سناریوی خط لوله دوم آب شرب به زاهدان به تابع هدف بهینه نزدیک تر شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، میانگین مقادیر تابع هدف در سناریوی تثبیت ریزگردها 0593/100 بود، از این رو پس از مدتی رهاسازی برای بخش کشاورزی دیگر امکان پذیر نخواهد بود. نتایج سناریوی توسعه سطح زیر کشت بر اساس افق 1404 نشان داد تقاضا در ابتدای دوره کم است و به تدریج با توسعه کشاورزی در منطقه، میزان تقاضا افزایش می‏یابد. از این رو، پیشنهاد می‏ شود با گسترش حقابه ایران از افغانستان، بتوان مشکلات و خشکسالی های چند دهه اخیر را برطرف کرد.
    کلیدواژگان: الگوریتم های فراابتکاری مورچگان، بهینه سازی، سناریوهای مدیریتی، سیستان، مخازن چاه نیمه
  • حامد محمودی حاجیلاری، عطا الله ندیری *، طاهره آذری، سینا صادق فام، هادی محمودی حاجیلاری صفحات 1079-1089

    شناخت دقیق پارامترهای هیدروژئولوژیکی مانند قابلیت انتقال، هدایت هیدرولیکی و ضریب ذخیره یا آبدهی ویژه از جمله پارامترهای مهم برای پیش‏بینی شرایط آبخوان هستند که عموما تعیین آنها برای نقاط مختلف آبخوان با هزینه‏های فراوانی انجام می‏ شود. در سال‏های اخیر، از مدل‏های هوش مصنوعی به عنوان جایگزین روش‏های انطباق منحنی تیپ برای تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان‏ها استفاده شده است. بنابراین، در مطالعه حاضر نیز برای تعیین پارامترهای هیدرو‏دینامیکی آبخوان محبوس از منطق فازی سوگنو استفاده شد. ابتدا دقت، قابلیت اطمینان و توانایی تعمیم این مدل فازی از طریق آزمایش آن با داده‏های افت- زمان واقعی تایید شد. سپس، نتایج به دست آمده از این مدل با نتایج به دست آمده از روش‏ گرافیکی تایس و شبکه عصبی مصنوعی مقایسه شد. مقایسه RRMSE مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل فازی به منظور تخمین قابلیت انتقال آبخوان و ضریب ذخیره در مرحله آزمایش نشان داد مدل فازی، خطا را به ترتیب 21/9 و 66/11 درصد نسبت به شبکه عصبی کاهش می‏دهد. بنابراین، نتایج به دست آمده از روش گرافیکی تایس، شبکه عصبی مصنوعی و مدل منطق فازی در مرحله صحت‏سنجی نشان می دهند مدل فازی سوگنو در کنار دو روش یادشده توانایی تعیین پارامترهای آبخوان تحت فشار را دارد. این کارایی نسبی بیشتر منطق فازی سوگنو را می توان در توانایی ذاتی آن در کار با داده‏ها و پارامترهای دارای عدم قطعیت نسبت به روش گرافیکی تایس و شبکه عصبی مصنوعی دانست.

    کلیدواژگان: آبخوان محبوس، آنالیز مولفه‏ اصلی (PCA)، شبکه عصبی مصنوعی، منحنی تیپ تایس، منطق فازی سوگنو
  • عباسعلی رضاپور، سید فضل الله ساغروانی * صفحات 1091-1102

    هجوم آب دریا فرایندی گذراست، اما محدودیت‏های انسانی در برداشت نتایج آزمایشگاهی و عددی موجب شده که به رفتار گذرای این پدیده کمتر توجه شود. در مطالعه حاضر، حرکت گوه آب شور و ناحیه اختلاط در آبخوانی محصور، بر اثر کاهش و افزایش ارتفاع آب شیرین از مرز زمین توسط مدل عددی SUTRA شبیه‏سازی شد. به‏منظور برداشت و آنالیز نتایج شبیه‏سازی شده طی زمان، الگوریتم خودکاری در محیط MATLAB پیاده‏سازی شد. برای بررسی بیشتر حرکت گوه آب شور، تغییرات سه شاخص طول پنجه، مساحت و ارتفاع گوه نسبت به زمان اندازه‏گیری شدند. نتایج نشان داد رفتار شاخص مساحت گوه با رفتار شاخص طول پنجه گوه در شرایط گذرا مشابه است. در وضعیت هجوم آب دریا، شاخص ارتفاع گوه به‏مراتب زودتر از دو شاخص دیگر به شرایط دائمی می‏رسد، در صورتی ‏که در وضعیت برگشت، هر سه شاخص تقریبا به طور هم زمان پایدار می‏شوند. همچنین، نتایج نشان داد در اوایل مرحله برگشت آب دریا، ناحیه اختلاط گسترش می‏یابد، ولی در ادامه دوباره منقبض می شود تا اینکه سرانجام به مقدار اولیه خود در ابتدای وضعیت هجوم می‏رسد. آنالیزهای حساسیت نشان دادند سرعت هجوم یا برگشت آب دریا تاثیری بر ضخامت ناحیه اختلاط در شرایط دائمی ندارد.

    کلیدواژگان: آبخوان ساحلی، برگشت آب دریا، شرایط گذرا، مدل‏سازی عددی، هجوم آب دریا
  • بهاره بهمن آبادی، عباس کاویانی ، پیمان دانشکار آراسته، رستا نظری صفحات 1103-1117
    تخمین دقیق تبخیر تعرق در برنامه‏ریزی‏های توسعه آبیاری اهمیت ویژه‏ای دارد. تخمین این پارامتر به صورت پیوسته در مکان و با فواصل زمانی کوتاه، فرصت بسیار باارزشی را برای مدیریت بخش‏های مختلف شبکه‏های آبیاری فراهم می‏آورد. بنابراین، در تحقیق حاضر از داده‏های لایسیمتر زهکش‏دار برای صحت‏سنجی نتایج به دست آمده از تخمین تبخیر-تعرق با استفاده از سه الگوریتم تک منبعی SEBAL، METRIC و SSEB و یک الگوریتم دومنبعی TSEB کمک گرفته شد. به منظور برآورد تبخیر تعرق از تصاویر ماهواره‏ای سنجنده‏های MODIS، ETM+ طی سال‏های 1379 1382 و تصاویر سنجنده OLI & TIRS طی سال‏های 1392- 1395 استفاده شد. به دلیل عدم تطابق زمانی تصویربرداری سنجنده OLI & TIRS با زمان داده‏برداری لایسیمتر، نتایج به دست آمده از تصاویر این سنجنده با نتایج روش هارگریوز سامانی (به عنوان روش برتر) ارزیابی شد. نتایج شاخص‏های آماری از برآوردهای به دست آمده بین الگوریتم‏های تک منبعی نشان داد الگوریتم SSEB با کمترین میزان جذر میانگین خطا در هر سه سنجنده MODIS، ETM+ و OLI& TIRS (میلی متر بر روز 87/0، 41/0 و 92/0RMSE=) و همبستگی زیادی که با داده‏های لایسیمتری داشت (96/0، 99/0 و 97/0 R=) به‏عنوان الگوریتم برتر برای تخمین تبخیر تعرق در منطقه مطالعه شده است. با توجه به وضوح تصاویر در سنجنده‏های ETM+ و OLI & TIRS دقت نتایج تخمین تبخیر تعرق در این دو سنجنده پذیرفته است و در نهایت سنجنده ETM+ بهترین نتایج را ارائه داد.
    کلیدواژگان: الگوریتم‏های تک منبعی و دو منبعی، تبخیر تعرق، تصاویر ماهواره‏ای
  • منوچهر چیت سازان ، مهدی ایل بیگی، محمود محمدرضا پورطبری صفحات 1119-1133
    نیترات از مهم‏ترین آلاینده‏هایی است که بیشتر آبخوان‏ها، ازجمله آبخوان کرج، از آن آسیب می‏بینند. از آنجا ‏که روش معمول برای بررسی فرایندهای هیدروژئوشیمیایی در آبخوان، به‏صورت گرافیکی است، به‏منظور ارزیابی آلودگی نیترات در داده‏های کیفی 86 چاه در آبخوان کرج طی سال 2013، از روش‏های چندمتغیره آماری به‏عنوان یک روش تکمیلی برای درک عوامل موثر بر کیفیت آب‏های زیرزمینی، شناسایی آلودگی و طبقه‏بندی نمونه‏های مشابه استفاده شد. به این منظور، از نرم‏افزار XLSTAT برای مطالعه آلودگی نیترات و ارتباط آن با سایر پارامترهای شیمیایی آب و عوامل موثر بر آن بهره گرفته شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان می‏دهد خوشه‏بندی سلسله مراتبی به استخراج سه خوشه منجر شده است. نمونه‏های دوم و سوم خوشه غلظت بیشتری از نیترات نسبت به گروه نخست دارد. نتایج به دست آمده از تحلیل عوامل اصلی (PCA) همچنین نشان می‏دهد پارامتر نیترات بیشترین همبستگی با کلر و کمترین همبستگی با سدیم و سولفات را دارد. از سوی دیگر، بر اساس چرخش واریماکس، عوامل اصلی کیفیت آبخوان به دو عامل خلاصه شدند. عامل ژئوژنیک (زمین زاد) ، نخستین عاملی است که به علت اثر مواد تشکیل‏دهنده آبخوان به وجود می آید و دومین عامل، یک عامل انسان‏زاد است که به علت فعالیت‏های انسانی، به‏خصوص فاضلاب تشکیل می شود.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، تحلیل عاملی، خوشه‏بندی، نیترات
  • عادل سلطانی ، میلاد سلطانی، کریم سلیمانی صفحات 1135-1146
    کیفیت آب یکی از عوامل مهمی است که باید هنگام ارزیابی توسعه مناسب یک منطقه، بررسی شود. آب های زیرزمینی در جایگاه کنونی شهرستان شوش و نیز در تداوم بقای این شهرستان در آینده کارکرد مهمی دارند. با توجه به اینکه تا کنون به پهنه بندی کیفیت منابع زیرزمینی آب شهرستان شوش پرداخته نشده است، در مطالعه حاضر به ارزیابی کیفی منابع آب زیرزمینی این شهرستان پرداخته شد. در مطالعه حاضر پارامترهای سدیم، کلراید، سولفات، کل جامدات محلول، اسیدیته، منیزیم و کلسیم به عنوان پارامترهای شاخص کیفیت منابع مندرج در کتاب رهنمودهای سازمان بهداشت جهانی بررسی شدند. به این منظور، پس از نرمال کردن داده های استفاده شده و رسم واریوگرام مربوط به داده ها، با استفاده از دو روش کریجینگ و معکوس فاصله وزنی (IDW) نقشه تغییرات مکانی این پارامترها تهیه شد و نتایج دو روش با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد در همه پارامترها صحت روش کریجینگ در برآورد مقادیر بیشتر است. پس از تهیه نقشه تغییرات مکانی این پارامترها، نقشه ها با هم تلفیق شدند و نقشه کیفیت آب زیرزمینی براساس استاندارهای کیفیت آب آشامیدنی تهیه شد. نتایج نشان داد 67/23 درصد از آب های زیرزمینی منطقه مطالعه شده در حد مطلوب و 29/15 درصد دارای کیفیت حد مجاز برای آشامیدن است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، زمین آمار، سامانه اطلاعات جغرافیایی، شوش، معکوس فاصله وزنی
  • مریم حمله دار ، حسین یوسفی، یونس نوراللهی، روشنک فهیمی هنزایی صفحات 1147-1160
    محدودیت استفاده از منابع انرژی فسیلی، افزایش نگرانی‏های زیست‏محیطی به واسطه مصرف بی‏رویه منابع انرژی فسیلی، افزایش جمعیت و مصرف انرژی، تلفات شبکه‏های برق، راندمان پایین نیروگاه‏های حرارتی، همگی مباحثی اند که اهمیت بهبود بازدهی انرژی و استفاده از منابع تجدیدپذیر را نشان می دهند. صنعت آب و فاضلاب به‏واسطه در اختیار داشتن امکانات و تسهیلاتی مانند خطوط انتقال آب و مخازن زیرزمینی، پتانسیل بالقوه انرژی تجدیدپذیر را دارد. این آمار نه‏تنها امکان احداث نیروگاه‏های تجدیدپذیر و بازیابی این انرژی‏ها را به‏خوبی فراهم آورده بلکه سبب شده به دلایلی نظیر فناپذیرنبودن انرژی‏های تجدیدپذیر، کم بودن قیمت تمام‏شده، بهره‏برداری از حداقل پتانسیل آبی، مشکلات اجتماعی و زیست‏محیطی کمتر به منظور کاهش تولید گازهای گلخانه‏ای، افزایش تعداد مولدهای تولید پراکنده مقیاس کوچک، جایگزین مناسبی برای سوخت‏های فسیلی برای تولید برق باشد. از طرفی، اتلاف در شبکه‏های توزیع برق به‏عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در بهره‏وری انرژی، اهمیت صنعت آب و فاضلاب را به‏عنوان یک پتانسیل بزرگ برای تولید انواع منابع انرژی تجدیدپذیر پراکنده نشان می‏دهد. در مقاله حاضر پتانسیل‏های موجود در صنعت آب و فاضلاب برای تولید پراکنده انرژی پاک با تاکید بر مزایای سیستم‏های میکروهیدروپاور در این صنعت برای شهر تهران بررسی شده است.
    کلیدواژگان: بهبود بازدهی انرژی، تولید پراکنده، سیستم‏های میکروهیدروپاور، صنعت آب و فاضلاب
  • راضیه رحیمی ، مهدی رحیمی صفحات 1161-1174
    خشک‏سالی خطر پیچیده‏ای است که سبب برهم خوردن تعادل آبی می‏شود؛ بنابراین بررسی تغییرات اقلیمی و پیش‏بینی آنها می‏تواند در امر مدیریت و برنامه‏ریزی مربوط به آن تاثیر زیادی داشته باشد. در تحقیق حاضر برای پایش و پیش‏بینی خشک‏سالی منطقه خوزستان و نیز بررسی عملکرد مدل‏های ریزمقیاس در این منطقه، ابتدا داده‏های بارش و دما به‏صورت روزانه طی دوره 1985-2010 از هشت ایستگاه منتخب در منطقه دریافت شد. سپس، نمایه خشک‏سالی دوره مشاهداتی به‏وسیله دو شاخص SPI و SPEI محاسبه و نقشه پهنه‏بندی آن‏ها ترسیم شد. در پژوهش حاضر برای پیش‏بینی خشک‏سالی از داده‏های GCM و مدل HADCM3 تحت دو سناریوی A2 و B1 استفاده شد؛ سپس داده‏های بزرگ‏مقیاس GCM با سه مدل‏ SDSM، LARS-WG و شبکه عصبی مصنوعی ریزمقیاس شدند. نتایج نشان داد توانایی مدل ریزمقیاس‏ شبکه عصبی مصنوعی در شبیه‏سازی بارش نسبتا قابل ‏قبول‏تر از سایر مدل‏هاست. نتایج آماره من-کندال نشان داد همواره مقادیر پیش‏بینی‏شده توسط مدل LARS-WG برای نمایه‏های SPI و SPEI شیب بیشتری در جهت منفی شدن دارد. با مشاهده نقشه پهنه‏بندی نمایه‏های خشک‏سالی استان خوزستان می‏توان چنین استنباط کرد که طی دوره‏های آتی همواره میانگین مقادیر دو شاخص کاهش یافته است، ولی از نظر مکانی تغییر درخور توجهی نداشته است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، شبکه عصبی مصنوعی، SPEI، LARS-WG، SDSM
  • سمیه امامی *، یحیی چوپان، جواد پارسا صفحات 1175-1189
    پیش‏بینی تغییرات تراز آب زیرزمینی در دوره‏های آتی و امکان برنامه‏ریزی و مدیریت منابع آب برای بهبود شرایط آبخوان در آینده، بسیار مهم است. در پژوهش حاضر، برای اولین بار با استفاده از الگوریتم انتخابات که یک الگوریتم تکرارشونده است و از انتخابات ریاست جمهوری الهام گرفته و با مجموعه‏ای از راه‏ حل‏های شناخته شده به عنوان جمعیت کار می‏کند، به پیش‏بینی تراز آب زیرزمینی دشت میاندوآب در استان آذربایجان ‏غربی پرداخته شد و نتایج به دست آمده از این روش با نتایج روش‏های شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک مقایسه شد. داده‏های تراز سطح آب دشت میاندوآب، داده‏های هواشناسی مانند دما، بارش، رطوبت، تبخیر و داده‏های آب‏های سطحی در دوره آماری 1385 1395 در مقیاس ماهانه برای آموزش و آزمون مدل‏ها استفاده شد. براساس محاسبه‏های انجام شده و نتایج به‏دست آمده از پارامترهای آماری، الگوریتم انتخابات به ترتیب با مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R2) و معیار نش- ساتکلیف (NSE)، 027/0، 93/0 و 74/0 نسبت به دو روش شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک، توانایی درخور توجهی در پیش‏بینی تراز سطح آب زیرزمینی دارد و نتایج قابل اطمینانی را ارائه می‏دهد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، الگوریتم انتخابات، مدل‏سازی، منابع آب
  • سیده حمیده ابراهیمی، امین رضا نشاط *، سامان جوادی، حسین آقامحمدی صفحات 1191-1202
    ارزیابی آسیب‏پذیری آب‏های زیرزمینی تاثیری کلیدی در حفاظت و بهره‏برداری صحیح از این منابع استراتژیک دارد. روش‏های گوناگونی برای ارزیابی آسیب‏پذیری پیشنهاد شده است که متداول ترین آن مدل DRASTIC است. عبارت DRASTIC مخفف هفت پارامتر کنترل کننده آلودگی در سیستم هیدروژئولوژیکی است. مشکل اصلی این روش ثابت بودن میزان رتبه و وزن پارامترهای به کاررفته در این مدل است. هدف اصلی پژوهش حاضر اصلاح وزن‏های اولیه مدل با دو روش تحلیل حساسیت تک‏پارامتری SPSA و روش تحلیل سلسله مراتبی AHP و در نهایت تولید نقشه با استفاده از قابلیت‏های محیط نرم‏افزار ArcGIS طبق شرایط منطقه مطالعاتی است. دشت یاسوج واقع در جنوب غربی ایران به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. با استفاده از شاخص غلظت نیترات 24 حلقه چاه واقع در محدوده مطالعاتی و محاسبه ضریب همبستگی پیرسون، درجه و میزان ارتباط خطی بین نتایج روش‏ها با واقعیت موجود در منطقه، محاسبه شد. روش SPSA با تخصیص وزن موثر هر پارامتر ورودی در هر پلیگون و مقایسه آن با وزن تئوریک اختصاص یافته توسط مدل، بیشترین همبستگی را با نمونه‏های نیترات منطقه نشان داد. همچنین، در روش AHP بر پایه قضاوت کارشناسی، برای هفت پارامتر موجود در مدل براساس اهمیت و کارکردی که در تعیین آسیب‏پذیری آبخوان داشتند، نسبت‏های جدیدی به کار گرفته شد و نتایج نسبت به مدل DRASTIC پایه بهبود یافت. نقشه‏های به دست آمده از تعیین آسیب‏پذیری پس از اجرا در نهایت می‏تواند با بررسی منابع آلاینده در سطح زمین برای تعیین حریم کیفی و ارزیابی خطر آلودگی منابع آب زیرزمینی استفاده شود.
    کلیدواژگان: آسیب‏ پذیری آب زیرزمینی، تحلیل سلسله مراتبی AHP، تحلیل حساسیت تک‏پارامتری SPSA، دشت یاسوج، arcgis
  • جمال احمدآلی *، غلامعباس بارانی، کورش قادری، بهزاد حصاری صفحات 1203-1217
    دریاچه ارومیه واقع در شمال غربی ایران طی دو دهه گذشته هر سال حدود 40 سانتی‏متر افت سطح آب داشته و در حال خشک شدن است که این مسئله به عواقب اجتماعی و زیست‏ محیطی منجر شده است. در تحقیق حاضر شاخص‏های پایداری زیست‏محیطی و پایداری کشاورزی با استفاده از معیارهای عملکرد تحت تاثیر تغییر اقلیم و راهبردهای مدیریت آب برای حوضه‏های آبریز زرینه‏رود و سیمینه‏رود، به عنوان بزرگ‏ترین زیرحوضه دریاچه ارومیه ارزیابی شد. مدل‏سازی رفتار هیدرولوژیک این حوضه‏ ها با استفاده از نرم‏افزار 21WEAP انجام گرفت. برای شبیه‏سازی تغییرات اقلیمی از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG استفاده شد. مدل برای سه سناریوی انتشار آینده (2A، B1A و 1B)، طی دوره 2015-2040، و پنج سناریوی مدیریت آب: 1. ادامه وضع موجود (0S)، 2. تغییر الگوی کشت (1S)، 3. بهبود راندمان انتقال و توزیع (2S)، 4. ترکیب بهبود راندمان انتقال و توزیع با بهبود راندمان کاربرد با استفاده از تکنولوژی‏های نوین (3S)، و 5. ترکیب تغییر الگوی کشت با بهبود راندمان کل آبیاری (4S) تحلیل شد. نتایج نشان داد بیشترین مقادیر شاخص‏های پایداری زیست‏محیطی و پایداری کشاورزی مربوط به سناریوی ترکیب تغییر الگوی کشت با بهبود راندمان کل آبیاری تحت سناریوی انتشار 1B (4S1B) است. تحت این سناریو، مقدار جریان متوسط سالیانه ورودی به دریاچه ارومیه از حوضه‏های آبریز زرینه‏رود و سیمینه ‏رود به ترتیب برابر 1292 و 351 میلیون مترمکعب در سال شده و در نتیجه نیاز زیست‏ محیطی دریاچه از این حوضه‏ها تامین خواهد شد.
    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، شبکه آبیاری زرینه‏ رود، مدل LARS-WG، مدل 21WEAP
  • آزاده ارشیا، علی حقی زاده *، ناصر طهماسبی پور، حسین زینی وند صفحات 1219-1231
    به کارگیری تصمیم بهینه برای اولویت‏بندی عملیات اجرایی در پروژه‏های آبخیزداری برای کاهش خطرات بروز سیل به علت تاثیرپذیری از پارامترهای مختلف، پیچیده و البته مهم و ضروری است. تئوری بازی در به کارگیری تصمیم بهینه برای حل مسائل چندهدفه،کارایی بسیار زیادی دارد. در مطالعه حاضر، این روش برای اولویت‏بندی بر اساس خطر بروز سیل در حوضه آبخیز سزار مد نظر قرار گرفت و با استفاده از دو الگوریتم بوردا و چانه‏زنی در تئوری بازی، موثرترین پارامترها در تمامی زیرحوضه‏ها و نیز بحرانی‏ترین زیرحوضه‏ها مشخص شدند. با اجرای روش امتیازدهی بوردا، پارامترهای کاربری مسکونی با امتیاز 5/93، تراکم زهکشی با امتیاز 91 و شیب متوسط و شکل زیرحوضه با امتیاز 5/90 و درنتیجه اجرای الگوریتم چانه‏زنی، موثرترین پارامترها در رقابت بین 12 پارامتر در تمامی زیرحوضه‏ها، پارامترهای شیب متوسط، طول آبراهه اصلی و کاربری مراتع بودند که با توجه به اصول حاکم بر این روش، انتخاب پارامترهای یادشده برحسب دویدن تمامی بازیکن‏ها در همه میدان‏هاست. درواقع، سه پارامتر نام برده در تمامی زیرحوضه‏ها سریع تر خودنمایی کردند و به عدد 16 که تعداد زیرحوضه‏هاست، رسیدند. درنهایت، نقشه‏های اولویت‏بندی زیرحوضه‏های سزار با هر دو روش ارائه شدند که در روش بوردا، زیرحوضه‏های I، N، G، P و O در اولویت نخست قرار داشته و در روش چانه‏زنی، G، H، N، I و F در اولویت نخست قرار دارند.
    کلیدواژگان: الگوریتم بوردا، الگوریتم چانه‏زنی، اولویت‏بندی حوضه، تئوری بازی، خطر سیل
  • محمد مهدی انصاری فر، میثم سالاری جزی *، خلیل قربانی، عبدالرضا کابلی صفحات 1233-1240
    در طبیعت بین آبخوان‏های ساحلی و بدنه‏های آبی مانند دریا، دریاچه یا خلیج تبادل جریان آب زیرزمینی وجود دارد و با توجه به ویژگی‏های پیکره آبی بررسی شده، این تبادل می‏تواند اهمیت زیادی داشته باشد. آبخوان ساحلی بندرگز در محدوده خلیج گرگان در شمال ایران واقع شده است و محدوده خلیج گرگان به علت شرایط خاص خود اهمیت بسیار زیاد اکولوژیکی و محیط زیستی دارد. در مطالعه حاضر تبادل جریان آب زیرزمینی بین آبخوان ساحلی بندرگز و خلیج گرگان با استفاده از مدل ریاضی GMS طی دوره 24 ماهه شبیه‏سازی شده است. نتایج نشان می‏دهد در دوره‏های کم آبی تراز سطح آب دریا به بیشترین مقدار خود (37/26- متر) و جریان خروجی آب زیرزمینی آبخوان ساحلی بندرگز به خلیج گرگان به کمترین مقدار خود (939/331/1 مترمکعب در ماه) می‏رسد، در حالی که در دوره پرآبی الگویی معکوس برقرار است. به علاوه، مطالعات زمانی مشاهداتی و برآوردشده متغیرهای بررسی شده نشان می دهد دامنه تغییرات جریان خروجی آب زیرزمینی از آبخوان ساحلی نسبت به تغییرات تراز سطح آب دریا به مراتب بیشتر است. بر اساس نتایج شبیه‏سازی می‏توان نتیجه گرفت که ایجاد یک گرادیان هیدرولیکی تحت تاثیر تغییرات نسبتا محدود تراز سطح آب دریا، می‏تواند تاثیر کاملا معناداری بر تغییرات جریان خروجی آب زیرزمینی از آبخوان ساحلی بندرگز به خلیج گرگان داشته باشد.
    کلیدواژگان: آبخوان ساحلی، بندرگز، تبادل جریان زیرزمینی، خلیج گرگان
  • مجتبی قره محمودلو *، علی حشمت پور، نادر جندقی، علی زارع، حسین مهرابی صفحات 1241-1253
    در پژوهش حاضر، به ‏منظور بررسی خصوصیات ‏‏هیدروژئوشیمیایی آب زیرزمینی دشت سیدان فاروق از نتایج به دست آمده از یک دوره آنالیز شیمیایی 12 حلقه چاه طی سال 1395 استفاده شده ‏است. براساس نقشه‏های پهنه‏بندی پارامترهای شیمیایی، کیفیت آب در جهت جریان آب زیرزمینی، از سمت شمال غرب به سمت جنوب شرق دشت کاهش می‏یابد. بررسی سازندهای زمین‏شناسی منطقه نشان داد کیفیت آب زیرزمینی در مجاورت سازندهای تغذیه کننده دشت که بیشتر کربناته اند، مناسب است و به طرف خروجی دشت و در نزدیکی سازند کژدمی و نیز رسوبات رسی-مارنی از کیفیت آن کاسته می‏شود. بر اساس نمودار استیف تیپ غالب دشت بی کربنات کلسیک است، اگرچه در برخی چاه ها (مانند چاه های 4 و 6) آنیون کلرید غالب می شود. نمودار پایپر آب زیرزمینی دشت فاروق-سیدان نشان دهنده پنج رخساره هیدروژئوشیمیایی با ترکیب یون های غالب بی کربنات و کلسیم است. بر اساس نمودار گیبس، واکنش ‏آب سنگ منشا اصلی یون ها و نیز تغییر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی در دشت مطالعه شده است. همچنین، به منظور تعیین منشا املاح و یون ها در آبخوان مطالعه شده از نسبت‏های یونی ژئوشیمیایی استفاده ‏شد. نمودارهای ژئوشیمیایی ضمن تایید فعال بودن واکنش‏های آب سنگ در آبخوان مطالعه شده، نشان دهنده تاثیر انحلال رسوبات رسی مارنی، فرایند تبادل یونی معکوس و در برخی مناطق تاثیر فعالیت‏های انسانی بر کیفیت آب زیرزمینی است. از آنجا که در هیچ یک از نمودارهای ترکیبی الگوی خطی دیده نمی‏شود و پراکندگی نمونه‏ها بیشتر در دو منطقه است، می‏توان نتیجه گرفت که حداقل دو منبع تغذیه کننده ‏سفره‏ آب زیرزمینی وجود دارد.
    کلیدواژگان: نسبت‏های یونی، نمودارهای ترکیبی، ‏‏هیدروژئوشیمی
  • سیدجواد ساداتی نژاد، لیلا قاسمی، حسین یوسفی * صفحات 1255-1266
    شبکه‏ های نظارت طولانی‏ مدت آب‏های زیرزمینی می‏توانند اطلاعات لازم برای برنامه‏ ریزی و مدیریت منابع آب را فراهم کنند. محدودیت‏ های بودجه در سازمان‏های مدیریت منابع آب اغلب به معنای کاهش تعداد چاه‏های مشاهده‏ای موجود در یک شبکه پایش آب زیرزمینی است. به دلیل ملاحظات اقتصادی و کاهش هزینه‏های پایش، هدف بهینه‏سازی در پژوهش حاضر، کاهش ایستگاه ‏های پایش است. در پژوهش حاضر از الگوریتم فوق ابتکاری ژنتیک در طراحی شبکه بهینه پایش سطح آب استفاده شد. هدف از انجام بهینه‏سازی، تعیین یک ترکیب بهینه از میان شبکه اصلی چاه‏های مشاهده‏ای بود، به‏طوری ‏که امکان کمترین خطای اندازه‏گیری و کمترین فقدان داده و بهترین پراکنش چاه‏ها فراهم شود. با استفاده از الگوریتم بهینه‏سازی ژنتیک شبکه پایش آب زیرزمینی منطقه بهینه‏سازی شد. از بین 15 حلقه چاه پیزومتری موجود در دشت کوهدشت، 13 حلقه چاه دارای داده بودند. برای انجام تحقیق حاضر از داده‏های 36 ماه متوالی، یعنی داده‏های 1392 1394 استفاده شد. با استفاده از الگوریتم ژنتیک شبکه پایش آب زیرزمینی از نو طراحی شده و چاه‏های مد نظر از بین نقاط پتانسیل انتخاب شدند. درنهایت، نتیجه مطلوب و بهینه مد نظر از بین نتایج به دست آمده از تکرارهای مختلف در الگوریتم ژنتیک انتخاب شد و از بین تعداد کل نقاط پتانسیل، 28 چاه کمترین RMSE یعنی 11/0 و بهترین پراکنش را داشتند. موقعیت چاه‏های به‏دست‏آمده با تعدادی از چاه‏های موجود نزدیکی داشت. همچنین، نتیجه به دست آمده با ضوابط طراحی شبکه پایش کمی آب زیرزمینی مطابقت دارد که کارآمدی این روش را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم رتبه‏ بندی نامغلوب، بهینه‏ سازی، چاه مشاهده ‏ای، روش‏های فراابتکاری، شبکه پایش
  • فاطمه کردی، سعید حمزه *، سارا عطارچی، سید کاظم علوی پناه صفحات 1267-1283
    شناسایی نوع محصولات کشاورزی به‏منظور مدیریت بهینه منابع آبی با استفاده از سنجش‏ازدور، با وجود دسترسی کم و مستقیم به زمین‏های کشاورزی، سبب کاهش چشمگیر هزینه‏ها در بخش مدیریت کشاورزی و منابع آبی می‏شود، اما طبقه‏بندی اراضی کشاورزی به علت شباهت زیاد طیفی محصولات مختلف با استفاده از تصاویر تک زمانه چند طیفی دقت چندانی ندارد. یکی از راه‏های غلبه بر این مشکل، استفاده از سری زمانی داده‏های ماهواره‏ای است. هدف از مطالعه حاضر، افزایش دقت تفکیک محصولات کشاورزی برای مدیریت بهینه منابع آبی با استفاده از سری زمانی داده سنجش‏ازدور است. در مطالعه حاضر پس از انجام ‏پردازش‏های مربوط به داده‏های اپتیک، شاخص‏های مختلف گیاهی و همچنین آلبدو و دمای سطح زمین از داده‏های سری زمانی اپتیکی محاسبه و با استفاده از مدل TIMESAT پارامترهای کلیدی فنولوژیکی گیاه در قسمتی از دشت میاندوآب استخراج‏ شده است. با توجه به در دسترس بودن اطلاعات و داده‏های زمینی، وضعیت پوشش گیاهی از قبیل پراکنش و خصوصیات گیاهی بررسی شد. سپس، با استفاده از همه این ویژگی‏ها به کمک الگوریتم‏ طبقه‏بندی ماشین‏های بردار پشتیبان، نقشه محصولات کشاورزی تولید شد. الگوریتم طبقه‏بندی ماشین بردار پشتیبان به دلیل انعطاف‏پذیری زیاد این الگوریتم برای شرایط و هدف‏های مختلف با دقت کلی 92 درصد و کاپای 91/0 در صورتی ‏که در فرایند طبقه‏بندی از ترکیب باندها، شاخص‏های گیاهی GNDVI و شاخص ALBEDO, LST و استفاده شود، بیشترین دقت را در تفکیک کردن محصولات کشاورزی به همراه داشت.
    کلیدواژگان: سنجش‏ ازدور، فنولوژی، لندست 8، منابع آب، TIMESAT
  • حبیب باباجعفری، شهلا پایمزد *، مه نوش مقدسی صفحات 1285-1296
    تبخیر و تعرق از مولفه‏های اصلی بیلان آب هر منطقه و از عوامل کلیدی برای برنامه‏ریزی صحیح و مناسب به منظور بهبود بازده آب مصرفی در اراضی فاریاب است. تصاویر ماهواره‏ای به دلیل پوشش مناطق وسیع، به منظور غلبه بر محدودیت‏های مکانی روش‏های نقطه‏ای، کاربرد بهتری برای مطالعات ناحیه‏ای نسبت به داده‏های ایستگاه‏های هواشناسی دارند. بنابراین، هدف از تحقیق حاضر برآورد تبخیر و تعرق واقعی حوضه آبریز دریاچه ارومیه به کمک الگوریتم سنجش از دور SEBS و تصاویر سنجنده AVHR است. ابتدا 248 تصویر از سنجنده AVHRR ماهواره نوا (NOAA) دریافت و پس از بررسی و ابری نبودن طی دوره آماری 1998 2009 استفاده شد. به منظور دقت در برآورد تبخیر و تعرق، محدوده مطالعه شده به سه بخش سقز، ارومیه و تبریز تقسیم شد. تبخیر و تعرق واقعی به کمک نقشه کاربری برای اراضی کشاورزی مشخص شده و با نیاز خالص آبیاری منطقه مقایسه شد. با محاسبه شاخص‏های ارزیابی مدل برای دشت ‏تبریز، مجذور میانگین مربعات خطا RMSE=10.89‏ و ضریب تعیین =0.79 به دست آمد. نتایج نشان داد روند تغییرات تبخیر و تعرق برآوردشده با مقادیر نیاز خالص آبیاری همخوانی داشته است. همچنین، نتایج دقت خوب مدل SEBS را در برآورد تبخیر و تعرق واقعی برای اراضی کشاورزی در کاربری‏های مختلف در حوضه ‏آبریز دریاچه ‏ارومیه نشان داد.
    کلیدواژگان: تبریز، سنجش از دور، سنجنده AVHRR، نیاز خالص آبیاری
  • سید آرمان هاشمی منفرد *، مهدی رضاپور، حجت رضاپور، مهدی اژدری مقدم صفحات 1297-1307
    تبخیر فرایندی است که به تغییر سیال از حالت مایع به گاز می‏انجامد. میزان تبخیر از سطوح آزاد به عواملی همچون دما، سرعت باد، عمق آب و فشار بخار بستگی دارد. بررسی دقیق اطلاعات دریافتی از اداره هواشناسی زهک (واقع در جنوب شرقی شهرستان زابل) نشان داد که دما و سرعت باد در این منطقه تاثیرگذارترین عوامل پدیده تبخیر هستند و جالب اینکه اصلی ترین عامل آن، سرعت زیاد باد تشخیص داده شد. روش‏های متعددی برای مقابله با پدیده تبخیر وجود دارد که استفاده از پوشش‏های فیزیکی و بادشکن از آن جمله است. بر اساس تحقیقات پیشین، بهترین جذب نور خورشید برای تولید بیشترین توان در نیمکره شمالی به سمت جنوب است. استفاده از صفحات خورشیدی، هم زمان به عنوان پوشش فیزیکی برای کاهش تبخیر و تولید انرژی بسیار بررسی شده ‏است. به منظور مدل‏سازی میزان جریان عبوری از روی صفحات خورشیدی و زاویه قرارگیری افقی و عمودی برای به دست آوردن بهترین کاهش تبخیر، از نرم افزار مدل‏سازی ANSYS FLUENT16 و از طریق تعیین بهترین زاویه افقی و عمودی برای به دست آوردن بهترین بازده خروجی استفاده شد. نتایج نشان می‏دهد در صورت طراحی صفحات خورشیدی با ابعاد 5/2×5/2 متر تحت زاویه، زاویه افقی صفر درجه (جهت شمال غرب، روبه روی مسیر وزش باد) و زاویه شیب 60 درجه به میزان کاهش تبخیری معادل 25/90 درصد به دست خواهد آمد. همچنین، بیشترین راندمان تولید انرژی تحت زاویه افقی 30 درجه (جهت شمال غرب، روبه روی مسیر وزش باد) و زاویه شیب 30 درجه به میزان 45/99 درصد است. با توجه به داده های موجود، بهینه ترین حالت ممکن، زاویه افقی 30 درجه (جهت شمال غرب، روبه روی مسیر وزش باد) و زاویه شیب 30 درجه به میزان کاهش تبخیری معادل 36/71 درصد و بازده تولید انرژی به میزان 45/99 درصد نسبت به حالت ایده‏آل‏ است.
    کلیدواژگان: تولید انرژی، زاویه شیب و افقی، صفحات خورشیدی، کاهش تبخیر، مدل FLUENTANSYS
  • محدثه کاووسی، عباس خاشعی سیوکی *، محسن پوررضا بیلندی، محمدحسین نجفی صفحات 1309-1319
    بهینه ‏سازی شبکه پایش در منابع آب، یک فرایند تصمیم‏گیری به منظور داشتن بهترین ترکیب برای ایستگاه‏های موجود است. در تحقیق حاضر از الگوریتم بهینه‏سازی ازدحام ذرات PSO به منظور تعیین تعداد و موقعیت بهینه چاه‏های مشاهداتی استفاده شده است. ابتدا، با استفاده از مدل حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان و با پارامتر‏های ورودی مختصات جغرافیایی، تبخیر، بارندگی دو ماه قبل، تراز سطح زمین و سطح ایستابی یک ماه قبل با تابع کرنل RBF سطح آب زیرزمینی شبیه‏سازی شد و تعداد 42 چاه‏ مشاهده‏ای بهینه به دست آمد. سپس، با ارتباط مدل LSSVM و مدل PSO موقعیت مناسب چاه‏های مشاهده‏ای تحت دو سناریو تعیین شد. در سناریوی نخست موقعیت تعداد چاه‏های مشاهده‏ای ثابت 42 حلقه تعیین شده و در سناریوی دوم تعداد و موقعیت پیزومترها متغیر در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد با توجه به اینکه تابع هدف کمینه‏سازی اختلاف حد مشاهداتی و حد شبیه‏سازی است، در سناریوی نخست کمترین میزان اختلاف در تکرار 180 با مقدار تابع هدف 9865/0 ارزیابی شد. نتایج به دست آمده از سناریوی دوم نشان می‏دهد تعداد چاه‏های مشاهده‏ای برابر 28 حلقه به دست آمد که بیان کننده کاهش 55 درصدی تعداد پیزومترها نسبت به حالت اولیه است. در هر دو سناریو پراکندگی نقاط در قسمت‏های جنوبی به علت زیادشدن شیب هیدرولیکی آبخوان بیشتر شده و در قسمت‏های شمالی کمتر است. در این سناریو کمترین میزان خطا در تکرار 338 با تابع هدف 9145/0 به دست آمد. این بهینه سازی درجه اهمیت و برتری سناریوی دوم را نسبت به سناریوی نخست نشان می دهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ازدحام ذرات، پایش منابع آب، سطح آب زیرزمینی، بهینه‏ سازی
  • مهدی گچلو، عباس روزبهانی *، محمد ابراهیم بنی‏ حبیب صفحات 1321-1334
    پیامدهای منفی از بین‏ رفتن منابع آب برای حیات انسان و دیگر گونه‏های زیستی موجب شده تا بررسی اطمینان‏پذیری حوضه‏های آبریز برای تامین این نیاز اساسی ضرورت یابد. از این رو، در پژوهش حاضر برای نخستین‏بار روش تحلیل ریسک برای شناسایی نقاط آسیب‏پذیر و ارائه یک شاخص جامع در مقیاس حوضه آبریز به کار گرفته شد. به این ترتیب، با استفاده از روش تحلیل ریسک درخت خطا رویداد نامطلوب حوضه تعیین شد. سپس، عوامل منجر به وقوع آن شامل مخاطرات طبیعی و تهدیدهای انسانی شناسایی و با کمک دروازه‏های منطقی، راه‏های منجر به وقوع شکست در حوضه به کمک روابط علی- معلولی مشخص شدند. این مدل در قالب یک مطالعه موردی برای حوضه دریاچه ارومیه ارائه شد. «ریسک شکست حوضه دریاچه ارومیه» به عنوان رویداد راس در ساختار درخت خطا، از وقوع عواملی همچون شکست‏های کمیت آب، کیفیت آب، اکولوژیکی، اجتماعی و اقتصادی در نظر گرفته شد. احتمال شکست رویداد راس، بر اساس نتایج به‏دست‏آمده از احتمال تجمیع‏شده توسط دیدگاه های کارشناسان، 57 درصد برآورد شد. به دلیل احتمال زیاد شکست، برای افزایش اطمینان‏پذیری حوضه، از شاخص بیرنبام برای «اندازه‏گیری اهمیت» رویدادهای پایه استفاده شد. بر اساس نتایج، به‏ترتیب سه رویداد «حکمرانی نامناسب»، «پایین‏بودن سطح آگاهی حوضه‏نشینان»، و «عدم رهاسازی حقابه زیست‏محیطی» بیشترین سهم را در وقوع رویداد راس داشتند. درنتیجه، شاخص جامع به‏دست‏آمده می‏تواند به عنوان یک معیار کلی برای بررسی ریسک منابع آب در سایر حوضه‏های ایران توصیه شود.
    کلیدواژگان: تحلیل درخت خطا (FTA)، تحلیل ریسک، حوضه دریاچه ارومیه، شاخص بیرنبام
  • حسین جوادزاده، زهرا جوادزاده، حسین یوسفی * صفحات 1335-1344
    رشد فزاینده جمعیت طی دهه‏های اخیر و در پی آن نیاز به مواد غذایی، بشر را بر آن داشته است تا زمین‏های بیشتری را به منظور کشت و زرع به کار گیرد. این زمین‏ها به آب نیاز دارند که این امر بیشتر به‏وسیله کنترل آب‏های جاری رودخانه‏ها با احداث سدها میسر می‏شود. یافتن زمین های مناسب برای اهداف کشاورزی به گونه ای که هم دارای شرایط مناسب برای کشت و زرع بوده و هم آب مورد نیاز آن از روش های مختلف نظیر کنترل آب های سطحی (سدسازی) و زیرزمینی (حفر چاه و...) قابل تامین باشد، همواره مورد توجه کارشناسان بوده است. در پژوهش حاضر امکان‏سنجی وجود اراضی کشاورزی مناسب در بالادست سد ژاوه کردستان بررسی شده است. بر این اساس، با فرض پمپاژ آب با هد های مختلف از ایستگاه پمپاژ موجود در مخزن سد و با درنظرگرفتن فاکتورهای مختلف (شیب زمین، ارتفاع پمپاژ، فاصله و کاربری اراضی)، مکان یابی انجام شده است. با روی هم ‏گذاری نقشه های فاکتور و وزن دهی مناسب به هر یک از آنها در محیط GIS، محدوده های مناسب بر اساس فاکتورهای تعریف شده، به دست آمده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد با افزایش دو برابری ارتفاع پمپاژ، سطح محدوده منتخب نیز تقریبا دو برابر می شود، در حالی‏ که با افزایش چهاربرابری ارتفاع پمپاژ، سطح محدوده منتخب حدود شش برابر افزایش می یابد. شایان یادآوری است که در مطالعه حاضر صحت سنجی محدوده های انتخاب شده با استفاده از تصاویر ماهواره ای انجام شده است.
    کلیدواژگان: اراضی کشاورزی، سد ژاوه، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مکان یابی
  • محمدحسین جهانگیر *، اقبال نوروزی، یزدان یاراحمدی صفحات 1345-1353
    در چند دهه اخیر افزایش دما سبب برهم خوردن تعادل اقلیمی کره زمین شده و تغییرات گسترده‏ای را در اغلب نواحی آن به وجود آورده است که از آن به‏عنوان تغییر اقلیم یاد می‏شود. استفاده از مدل‏های ریزمقیاس نمایی آماری در برآورد نوسانات اقلیمی این امکان را فراهم کرده است تا بتوان داده‏های آب و هوایی را در مقیاس مکانی و زمانی مناسب تولید کرد. در پژوهش حاضر کارایی مدل LARS – WG برای تولید و شبیه‏سازی داده‏های روزانه دما، کمینه و بیشینه بارش و ساعت آفتابی در شهرستان بروجرد با استفاده از پارامترهای آماری RMSE، R2، MAE و MBE بررسی و ارزیابی شده و تغییرات ناشی از آن در دهه‏های آینده آشکار شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد مدل HadCM3 توانایی لازم را در تولید داده‏های روزانه دارد. پس از اطمینان از کارایی مدل، از خروجی مدل استفاده شده و داده‏های روزانه دما، کمینه و بیشینه بارش و ساعت آفتابی برای دوره پایه (1996 2015) تحت سه سناریوی A1B, A2, B1شبیه‏سازی شد. نتایج به دست آمده از برآورد مدل HadCM3 برای سناریوهای بررسی شده در دوره‏های آتی، بیان می کند که میانگین مجموع پارامترهای هواشناسی روند افزایشی داشته است و هر سه سناریو این میزان افزایش را نشان می‏دهند.
    کلیدواژگان: بروجرد، تغییر اقلیم، شبیه‏سازی، مدل LARS - WG، Hadcm3
  • محمدرضا ناظم زادگان، رقیه قاسم پور *، حسین یوسفی صفحات 1355-1369
    لایه های نازک بلورهای بیسموت وانادیت (BiVO4) با استفاده از روش هیدروترمال روی زیرلایه بدون پوشش FTO به منظور کاربرد در صنایع تصفیه آب و تولید هیدروژن نشانده شده اند. نمونه‏ها پس از لایه نشانی در بازه دمایی 450 تا 550 درجه سانتی گراد پخت شده‏اند. الگوی بلورشناسی اشعه ایکس (XRD) که برای لایه‏های بیسموت وانادیت آماده شده، تایید کننده ساختار مونوکلینیک این بلور است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بلور، شکل دوهرم‏های برش داده شده‏ را نشان می‏دهد که از نظر فوتوالکتروشیمیایی فعال اند. با کنترل و بهینه‏سازی پارامترهایی همچون دما، مدت لایه نشانی، غلظت محلول پیش‏ماده و دمای پخت نمونه ها، لایه‏ای یکنواخت و با چسبندگی زیاد از BiVO4 ایجاد شد. لایه بهینه BIVO4/FTO در دمای 120 درجه سانتی‏گراد در حداقل زمان (چهار ساعت) با به کارگیری محلولی به غلظت 27 میلی‏مولار از پیش ماده‏های بیسموت وانادیت که در pH معادل 2/1 بود، به دست آمد. به عنوان معیاری از عملکرد کریستال‏های رشد داده شده در واکنش‏های تولید هیدروژن و واکنش‏های تجزیه آلاینده‏های آلی آب، اندازه‏گیری ولتامتری روبش خطی نمونه ها انجام شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتیجه تست‏های ولتامتری روبش خطی پاسخ نوری نمونه را به میزان 70 میکروآمپر بر سانتی‏متر مربع در ولتاژ 1 ولت (در مقایسه با الکترود مرجع Ag/AgCl) برای نمونه‏های پخت شده در دماهای بیشتر از 500 درجه نشان می‏دهد. همچنین، یک مدل ساده برای درک بهتر رفتار رشد بلورهای BiVO4 تحت شرایط رشد مختلف پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: بیسموت وانادیت، رشد هیدروترمال بدون جوانه، فوتوالکتروشیمی
  • داود نورالهی، محمود ذاکر نیری * صفحات 1371-1384
    جلوگیری از تخریب و نابودی منابع طبیعی و زیست بوم در صورتی امکان پذیر خواهد بود که برنامه ریزی اصولی و صحیحی در بهره برداری و نگهداری آن تدوین شود. به این منظور، ذخیره و بهره برداری از رواناب ها توسط عملیات پخش سیلاب در مواقع نزول باران های شدید در سطح وسیع می تواند به افزایش ذخایر آب زیرزمینی و تامین آب مورد نیاز برای بخش های کشاورزی، شرب و صنعت کمک کند. همچنین، با مهار سیل به عنوان راه کار مدیریتی سیل و منابع آب، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، بسیاری از پیامدهای منفی زیست محیطی را می توان کاهش داد. مهم ترین و نخستین گام در انجام طرح پخش سیلاب، مکان یابی مناطق مستعد برای پخش سیلاب و نفوذ آب به داخل سفره های زیرزمینی است. تحقیق حاضر با کاربرد یکی از روش های ارزیابی چندمعیاره (MCDM) به نام ترکیب خطی وزن دار (WLC)، با به کارگیری فناوری GIS و مدل Fuzzy به تعیین مناطق مناسب پخش سیلاب به عنوان هدف اصلی در حوضه آبخیز اشتهارد پرداخته است. با بررسی های صورت گرفته سه معیار در سطح اول تصمیم گیری انتخاب شدند که عبارت اند از: منابع آبی و هیدرولوژی، منابع جغرافیایی و منابع اقتصادی و اجتماعی. با توجه به این سه معیار اصلی، 14 لایه اطلاعاتی شامل نفوذپذیری، آبدهی، سطح آب زیرزمینی، کیفیت آب، شیب، طبقات ارتفاعی، زمین شناسی، تراکم زهکشی، فاصله از نقاط روستایی، فاصله از نقاط شهری، فاصله از اماکن فرهنگی و مذهبی و فاصله از زیرساخت ها با توجه به اطلاعات قابل دسترس جمع آوری شدند. در نهایت، با تلفیق لایه های اطلاعاتی با روش WLC مناطق مناسب برای پخش سیلاب با درجات متفاوت توان مطلوبیت تعیین شد. نتایج بیان کننده آن است که 40/10 درصد مناطق دارای توان زیاد و 06/8 درصد با توان مناسب هستند و در مجموع می توان برای 46/18 درصد از حوضه در اولویت اول برنامه ریزی کرد و در مرحله دوم مناطق با توان متوسط برابر با 04/20 درصد از حوضه قابل برنامه ریزی است.
    کلیدواژگان: پخش سیلاب، حوضه آبخیز اشتهارد، روش WLC، مکان یابی
  • مسلم برجی حسن گاویار، مهناز ابوالقاسمی، سیده مهسا موسوی رینه، فاطمه روزبهانی، حسین یوسفی * صفحات 1385-1399
    امروزه، پایش کمی و کیفی منابع آب شیرین در مناطق خشک و نیمه خشک از ضروریات هر سیستم مدیریتی، پایش و نظارتی است. وجود متغیرهای کیفی فراوان در استانداردهای بین المللی سبب شده است که مدیران برحسب شرایط اقتصادی و زمانی فقط به اندازه گیری چند متغیر کیفی بپردازند، پس انتخاب این تعداد متغیر برای بررسی استاندارد کیفیت آب اهمیت زیادی دارد. هدف از تحقیق حاضر، تعیین متغیرهای منحصربه فرد و تاثیر‏گذار بر آلودگی دشت قلعه قاضی استان هرمزگان با استفاده از روش‏های آماری و زمین آمار است. نتایج تحلیل خوشه نشان داد چاه های بررسی شده در دو خوشه قرار می‏گیرند که از نظر موقعیت مکانی قابل تفکیک اند. نتایج PCA/FA نشان داد 77/72 درصد از واریانس داده‏ها در دو فاکتور توجیه می‏شوند. همچنین، تحلیل مکانی با استفاده از زمین آمار نشان داد میزان تعامل آب و سنگ در عامل نخست بیان کننده کارکرد موثر سازندهای تبخیری بر آلودگی دشت است. نتایج ANOVA نیز وجود اختلاف معنا‏دار در غلظت عناصر فاکتور اول و دوم تحلیل عاملی را تایید کرد. بر این اساس، متغیرهای EC، Cl، SO42، Mg و Na برای بررسی توسط SEM انتخاب شد. نتایج این روش یافته‏های روش‏های آماری را تایید کرد.
    کلیدواژگان: تحلیل عاملی، خوشه بندی، زمین آمار، کیفیت آب زیرزمینی، معادلات ساختاری، ANOVA یک طرفه
|
  • Javad Shahraki, Ali Sardar Shahraki, Safiyeh Nouri Pages 1063-1078
  • Hamed Mahmodi, Ata Allah Nadiri, Tahereh Azari, Sina Sadeghfam, Hadi Mahmoudi Pages 1079-1089

    The accurate recognition of hydrogeological parameters such as transmissivity, hydraulic conductivity and storage coefficient or specific yield are the most important parameters for predicting the aquifer conditions that are determined at different points of aquifer with great cost. In recent years, artificial intelligence models have been used as alternatives method to adaptive graphical methods to determine the hydrodynamic parameters of aquifers. Therefore, in this study the Sugeno fuzzy logic was used to determine the hydrodynamic parameters of the confined aquifer. First, the accuracy, reliability and generalization ability of the fuzzy model is verified by time-drawdown field data. Then, the results of this model were compared with the results of obtained from the Theis graphical method and artificial neural network. Comparison of the RRMSE of the Sugeno fuzzy model and the artificial neural network for determining the transmissivity and storage coefficient in testing step show that the fuzzy model reduces the error relative to the neural network 9.21% and 11.66%, respectively. Therefore, the results in the verification step indicate that the Sugeno fuzzy model is more accurate than the Theis graphical method and artificial neural network due to its high ability in handling uncertain data.

    Keywords: Artificial neural network, Theis type curve, Principal component analysis (PCA), Sugeno fuzzy logic, confined aquifer
  • Abbasali Rezapoor, Seyed Fazlolah Saghravani Pages 1091-1102

    Seawater intrusion is a transient process, but the transient behavior of this phenomenon has received less attention due to human limitations to acquire numerical and experimental results. The influence of decreasing and increasing of the freshwater head on the saltwater wedge and the mixing zone movement was simulated using SUTRA code. To acquire and analysis simulated resulting, automated algorithm was planned in MATLAB. In order to more study the saltwater movement, changes in the three indicators of wedge toe length, wedge area and wedge height were measured over the time. The results demonstrated that the wedge area behavior is similar to the wedge toe length under transient condition. In the case of seawater intrusion, the wedge height reaches the steady state conditions sooner than the two other indicators, while in the retreating case, all the three indicators are stopped almost together. Also, the results showed that the mixing zone expanded at the primary stages of the retreating, but whit passage of time condensed again until it finally reaches its original state at the beginning of the intruding case. Sensitivity analyzes demonstrated that the rate of seawater intrusion and retreat does not affect the mixing zone thickness in the steady condition.

    Keywords: seawater intrusion, seawater retreat, coastal aquifers, transient condition, numerical modelling
  • Bahare Bahmanabadi, Abbas Kaviani, Peyman Daneshkar Arasteh, Rasta Nazari Pages 1103-1117
    The estimation of evapotranspiration is one of the most important parameters in irrigation planning. In this research, drainage lysimeter data and three single-source energy balance, SEBAL, METRIC and SSEB and a two source energy balance algorithm, TSEB have been evaluated. Satellite imageries of MODIS, ETM + sensors were used in the years 1379-1382 according to the lysimeter data loading and OLI & TIRS sensor images in 1392-1395. It should be noted that, the mismatching of the OLI & TIRS images timing with the lysimeter data timing, cause to try to evaluate the results of OLI images with Hargreaves Sarmari equation as a superior experimental method. According to the statistical indices, the results obtained from single-source algorithms showed that the SSEB algorithm with the lowest root mean square error in MODIS, ETM + and OLI & TIRS (RMSE = 0.87, 0.41 and 0.92 mm per day), and a large correlation It was introduced with lysimeter data as the best method in this area (R = 0.97, 0.99, 0.96). Among the sensors examined, ETM +, OLI & TIRS sensitivity is high on the two sensors, but the ETM + sensor also has better results
    Keywords: Evapotranspiration, Satellite Imageries, Single source, Two source Algorithms
  • Manuchehr Chitsazan, mehdi eilbeigy, Mahmood MohammadRezapour Tabar Pages 1119-1133
    Nitrate is one of the most significant pollutants that most aquifers, including the Karaj aquifer, have suffered from it. Because the conventional method to investigate the hydrogeochemical processes in the aquifer is graphical ones, in order to evaluate the pollution of nitrate in the qualitative data of 86 wells in Karaj aquifer in 2013, the multivariate statistical methods has been carried out as a complementary method for understanding the factors affecting groundwater quality, pollution identification and classification of similar samples. In this regard, XLSTAT software is used to study the pollution of nitrate and its relationship to other chemical parameters of water, and the factors influencing it. The statistical analysis indicates that hierarchal clustering has led to the extraction of three clusters. The second and the third cluster samples have a higher concentration of nitrate than the first one. The results, based on the principal components analysis (PCA), also show that the nitrate parameter has the highest correlation with chlorine and the least adaptation with sodium and sulfate. On the other hand, based on the varimax rotation, the main components were summed up to two components. The first one is a geogenic factor, which is due to the effect of the material that forms aquifer and second is an anthropogenic factor that is due to human actions, especially sewage
    Keywords: Groundwater, nitrate, factor analysis, clustering
  • Adel Soltani, Milad Soltani, Karim Solaimani Pages 1135-1146
    Underground waters play an important role in the present location of Shush country, as well as in the continued survival in the future. Due to the fact that the quality of groundwater resources of the study area has not been evaluated so far, this study evaluated the quality of groundwater resources of this area. In this study, the parameters of sodium, chloride, sulfate, total soluble solids, acidity, magnesium and calcium as parameters of the quality index of resources contained in the World Health Organization's Guidebook were evaluated. For this purpose, after normalizing the data and plotting of this data, Using Kriging and Inverse Distance Weighting methods spatial variation map of these parameters were provided and the results of two methods were compared. The results showed that in all parameters the accurasy of the Kriging in estimating the values was highest. After mapping the spatial changes of these parameters, the maps were combined and the groundwater quality map of study area was prepared based on water quality standards for drinking. The results showed that 23.67% of the groundwater in the study area was in the optimum level and 15.29% had a quality level for drinking.
    Keywords: Groundwater, Geostatistics, Inverse Distance Weighting, GIS, Shush
  • maryam hamlehdar, Hossein Yousefi, Younes Noorollahi, Roshanak Fahimi Pages 1147-1160
    The limitation of the use of fossil fuels, increasing environmental concerns caused by the excessive consumption of fossil fuels, growth in population and energy consumption, power losses, low efficiency of thermal power plants as the issues that improve energy efficiency and the use of renewable resources. Thus, the water and wastewater industry has the potential of renewable energy due to the availability of facilities such as water pipelines and underground reservoirs, which this issue not only provides the possibility of the construction of renewable power plants, but also it is a good alternative to fossil fuels for reasons such as the lack of renewable energy, low cost of production, exploitation of minimum water potential, less social and environmental problems in order to reduce greenhouse gas emissions, increase the number of distributed generation of small scale.The losses in power distribution networks as one of the key parameters in energy efficiency, the importance of water and wastewater industry as a great potential for the distributed generation shows. In this paper, the potential of the water and wastewater industry for the distributed generation of clean energy with an emphasis on the benefits of micro-hydropower systems in this industry has been investigated for Tehran.
    Keywords: water, wastewater industry, distributed generation, Energy Efficiency, micro-hydropower systems
  • Razieh Rahimi, Mahdi Rahimi Pages 1161-1174
    Drought is a complex danger. Therefore, the study and prediction of climate change could have a significant role in the management and planning. In this study, at first rainfall and temperature data were obtained daily from the period of 1985-2010 from eight selected stations in the region. The indices during the observation period with SPEI and SPI indexes was calculated using statistical methods and their zoning map was drawn. In this study, GCM data and HADCM3 model under two scenarios A2 and B1 were used for prediction of drought. Then, the GCM large-scale data were downscaled using three methods including SDSM, LARS-WG and artificial neural networks. The results of statistical measures of performance evaluation showed that the ability the ANN model to simulate rainfall is relatively more acceptable than other models. The results of the Man-Kendall statistics for drought indexes show that the predicted values by the LARS-WG model for the SPI and SPEI indexes are consistently more negatively correlated. This can be deduced by observing the zoning map of drought indicators in Khuzestan province that in the coming periods, the mean values of the two indices have always dropped but did not change significantly in terms of spatial.
    Keywords: Climate change, SPEI, LARS-WG, SDSM, Artificial neural network
  • Somayeh Emami *, Yahya Choopan, Javad Parsa Pages 1175-1189
    It is very important to predicte and modifed the groundwater levels in the future period and the possibility of water resources planning and management to improve aquifer conditions. In this study, for the first time, used election algorithm to predicted groundwater level in the Miandoab plain. EA algorithm is a repeat algorithm inspired by presidential election and working with a set of khown solutions as a population. Also the results were compared of ANN and Genetic algorithm. Water table level data such as temperature, precipitation, humidity, evaporation and water surface data for the 2005 -2015 period was used as our data in this study. Based on the calculations performed and the results predicted from the statistical parameters, the election algorithm has a significant ability in the groundwater level with RMSE, R2 and NSE, 0.027, 0.93 and 0.74, respectively, in comparison to ANN method and GA algorithm and provides reliable results.
    Keywords: Groundwater, water resources, Election Algorithm, Modeling
  • Seyedeh Hamideh Ebrahimi, Aminreza Neshat *, Saman Javadi, Hossein Aghmohamadi Pages 1191-1202
    Groundwater vulnerability assessment plays a key role in the conservation and proper usage of these strategic resources. Various methods have been proposed to assess the vulnerability and the most common is the DRASTIC model. The DRASTIC model consists of seven hydrogeologic factors to compute for the vulnerability index. The main problem with this method is fixed rates and weights related to each parameters in this model. So the main purpose of this research is to modify primary DRASTIC model by Single Parameter Sensitivity Analysis (SPSA) and Analytical Hierarchy Process (AHP) and finally to produce vulnerability map in GIS environmental software. Yasuj plain located in southwest of Iran is chosen as a study area. Nitrate concentration related to 24 wells are used to compare which method make better prediction based on real pollution in study area. Finally SPSA method has shown the best correlation with sample Nitrate, by specifying more suitable weight for DRASTIC parameters in each polygon. Also AHP method has assigned new weights to each parameters based on the importance and better result was achieved compare with basic DRASTIC. These results can be used to map groundwater susceptibility to pollution.
    Keywords: groundwater vulnerability, Analytical Hierarchy Process (AHP), Single Parameter Sensitivity Analysis (SPSA), GIS, Yasuj plain
  • Jamal Ahmadaali*, Gholam, Abbas Barani, Kourosh Qaderi, Behzad Hessari Pages 1203-1217
    Urmia Lake, as a hyper saline and very shallow lake, located in the northwest of Iran, has had reduced water level of about 40 centimeters each year over the past two decades and is drying, which this problem has led to social and environmental consequences. In this research, the indexes of environmental and agricultural sustainability were evaluated using performance criteria influenced by climate change and water management strategies for the Zerrinehrud and Siminehrud river basins as the largest sub-basin of Urmia Lake Basin. Modeling of hydrologic behavior of these basins was performed by WEAP21 model. The LARS-WG downscaling model was used to simulate climate change.Then the model was analyzed for three future emission scenarios (A2, A1B and B1), for the period 2015-2040, and five water management scenarios: (1) keeping the existing situation (S0), (2) crop pattern change (S1), (3) improving the conveyance and distribution efficiency (S2), (4) combining the improvement of conveyance and distribution efficiency with improving the application efficiency using modern technology (S3), and (5) the combination of crop pattern change with the improvement of total irrigation efficiency (S4). The results showed that the highest values of indices ​​of environmental sustainability and agricultural sustainability were related to the scenario of combining the crop pattern change with improving the total irrigation efficiency under the B1 emission scenario (B1S4). In this scenario, the average annual flow of water entering the Urmia Lake from Zarrinehrud and Siminehrud river basins will be equal to 1292 and 351 MCM per year, and as a result, the environmental flow requirements of the lake will be supplied from these basins.
    Keywords: Urmia Lake, Zarrinehrud Irrigation Network, LARS-WG Model, WEAP21 Model
  • Azadeh Arshia, Ali Haghizadeh *, Naser Tahmasebipour, Hossein Zeinivand Pages 1219-1231
    Making the optimal decision to prioritize the operation in watershed management projects is to reduce the risk of flooding due to the impact of various parameters, complex and, of course, important. The game theory has a high performance in making the optimal decision to solve multi-objective problems. In this study, this method was used to prioritize on the watershed of the flood risk in the Sezar watershed. By using two Borda algorithms and bargaining in game theory, the most effective parameters in all sub-watersheds and the most critical sub-watersheds were identified. By implementing the Borda scoring method, residential parameters with 93.5, drainage density of 91 and average slope, and the shape of the sub area with a score of 90.5, and hence the implementation of the bargaining algorithm, the most effective parameters in the competition between the 12 parameters in all sub-watersheds, Moderate slope parameters, length of the main waterways and rangelands were used. According to the principles governing this method, the selection of these parameters is based on the running of all players in all fields. In fact, the three parameters mentioned above are faster in all sub-watersheds, and the number 16 is the number Subways have arrived. Finally, the Sezar watershed Prioritization Plans are presented with both methods, which are in the first place under the Borda method, under the domains I, N, G, P and O, and in the bargaining chamber, G, H, N, I and F are in the first place.
    Keywords: Bargaining algorithm, Basin priority, Borda algorithm, Game theory, Flood risk
  • Mohammad Mahdi Ansarifar, Meysam Salarijazi *, Khalil Ghorbani, Abdol, Reza Kaboli Pages 1233-1240
    There is groundwater flow exchange between coastal aquifers and water bodies such as the sea, lake or gulf, in nature and this exchange can be of great importance with respect to the characteristics of the water body. The Bandar-e-Gaz coastal aquifer is located in the Gorgan Gulf region in northern Iran, and the Gorgan Gulf area has a very high ecological and environmental importance due to its specific conditions. In this study, the exchange of groundwater flow between the coastal aquifer of Bandar-e-Gaz and Gorgan gulf was simulated using the GMS mathematical model during the 24-month period. The results show that during the low flow periods, the sea water level and groundwater outflow from Bandar-e-Gaz aqufer to Gorgan gulf reach to its maximum (-26.37 m) and minimum (1331939 cubic meter per month) respectively, while in high flow periods there are reverse pattern. Moreover, consideration of time series of studied observed and estimated variables shows that the range of changes of groundwater outflow from the coastal aquifer is much higher than changes of sea water level. Based on the simulation results, it can be concluded that a hydraulic gradient under the influence of relatively limited changes of sea water level can have a completely significant effect on the change in groundwater outflow from Bandar-e-Gaz aqufer to Gorgan gulf.
    Keywords: Coastal Aquifer, Groundwater Exchange, Gorgan Gulf, Bandar-e-Gaz
  • Mojtaba G. Mahmoodlu *, Ali Heshmatpour, Nader Jandaghi, Ali Zare, Hossein Mehrabi Pages 1241-1253
    In this study, to investigate the hydrogeochemical characteristics of groundwater of Seydan-Farooq plain, chemical analysis results of twelve wells in 2016 were used. According to the spatial distribution maps of chemical parameters, groundwater quality diminishes from North-West to South-East. The study of geological formations shows that groundwater quality is suitable in the vicinity of recharging formations of aquifer which are mainly carbonate rocks and it decreases towards the outlet of the plain and next to Kajdomi Formations as well as clay-marl sediments. Stiff diagram shows that the predominant water type in aquifer is calcic-bicarbonate. However, in some wells such as wells no. 4 and 6, chlorine anion is predominant. Piper diagram of Seydan-Farooq plain indicates that five hydrogeochemical facies with predominant bicarbonate and calcium constituents. Gibbs diagram reveals that rock-water interaction process is the main source of ions and change in chemical quality of groundwater in the studied plain. Also, geochemical ion ratios were used to determine the source of salts and ions in the aquifer. Geochemical diagrams confirm that the rock-water interaction is an active process in the studied aquifer also shows that the dissolution of clay-marl sediments, ion exchange process and in some area human activities affect the groundwater quality in Seydan-Farooq plain. Since there is no linear pattern in any of the scatter plots and the samples are distributed in two areas, it can be concluded that there are at least two aquifer recharge sources.
    Keywords: Hydrogeochemistry, Ion ratios, Scatter plots
  • Seyyed Javad Sadatinejadi, Leila Ghasemi, Hossein Yousefi* Pages 1255-1266
    Long-term groundwater monitoring networks can provide essential information for planning and management water resources. Budget constraints in water resource management agencies often mean a reduction in the number of observation wells included in a monitoring network. Due to economic considerations and reducing monitoring costs, the optimization approach in this study is to reduce the monitoring stations. In the present study, genetic algorithm was used to designing optimal water level monitoring network. The aim of optimization to determine an optimal combination (reduced) from the main network was well observed, so that the possibility of measurement error smallest and least loss of data and provide the best distribution of wells. Using the genetic algorithm, the groundwater monitoring network of the region was optimized. Using the genetic algorithm, the groundwater monitoring network of the region was optimized. In Koohdasht Plain, among of 15 observation wells, 13 wells observations had data. in order to do this research, the data for 36 consecutive months, namely, data from 1392 to 1394 were used. Using the genetic algorithm, the groundwater monitoring network was redesigned and selected wells were selected from potential points. finally, 28 wells had the lowest RMSE of 0.113 and had the best distribution. Location of wells obtained by a number of existing wells was near. The results obtained with the criteria of the quantity of groundwater monitoring network design, which corresponded to show the effectiveness of this approach.
    Keywords: Monitoring network, Optimization, Meta-heuristic algorithms, NSGA-II, observation wells
  • Fatemeh Kordi, Saeid Hamzeh*, Sara Atarchi, Seyed Kazem Alavipanah Pages 1267-1283
    Distinguishing the type of agricultural production usingfor optimal water resource management the Remote Sensing, despite the low availability of direct access to agricultural land, would significantly reduce costs in the agricultural area. However, agricultural classification is not very accurate due to the high similarity of different products using one image of multi-spectral. One of the ways to dominate this problem is to use the data time series of the satellite. The purpose of this study is to increase the precision of agricultural product separation by using time series data. In this study after the process of optical data, various vegetation indices, as well as albedo and surface temperature of the optical time series data were calculated and using the TIMESAT model, the key phonological parameters of the plant were extracted in part of the Miandoab plain. Given the availability of ground truth data and, vegetation status such as distribution and vegetation characteristics were examined. Then, using all of these features, a map of agricultural products was created using the support vector machine classification algorithm. The support vector machine classification algorithm is due to the high flexibility of this algorithm for different situations and purposes with a total accuracy of 92% and a kappa of 0.91 if the classification process involves the combination of bands, vegetation indices GNDVI and the ALBEDO, LST index, made the most careful distinction between crops.
    Keywords: Phenology, Remote Sensing, water resources, Landsat 8, TIMESAT
  • Habib Babajafari, Shahla Paimozd*, Mahnosh Moghaddasi Pages 1285-1296
    Evapotranspiration is one of the main components of the water balance in each region and also one of the key factors for proper planning and improving water efficiency in Faryab lands. Due to covering large areas, satellite images have better application for regional studies than weather station data to overcome the spatial constraints of Point method. Therefore, the purpose of this study is to estimate the actual evapotranspiration of Urmia lake watershed using the SEBS remote sensing and AVHR sensor images. First, 248 images were obtained from AVHR sensor and NOVAA satellite and after the investigating of non-cloudiness are used in the period of 1998-2009. In order to making the estimation of evaporation more accurate, the case study divided into three parts: Saqes,Urmia ,and Tabriz. Actual evaporation has been calculated accompanied with the agricultural land use maps and compared with the pure irrigation requirement of the area. By calculating the evaluation indices of the model for Tabriz plain, RMSE and coefficient of determination were 10.89 and 0.79 respectively. The results showed that the trend of evapotranspiration changes has consistency with the pure irrigation requirement and the SEBS model has a good accuracy in the estimating of actual evapotranspiration for agricultural lands in different parts of the Urmia lake watershed
    Keywords: Remote Sensing, irrigation requirement, AVHR sensor, NOVAA, Tabriz
  • Seyyed Arman Hashemi Monfared*, Mahdi Rezapour, Hojjat Rezapour, Mahdi Azhdary Moghaddam Pages 1297-1307
    Evaporation is a process that changes fluid from liquid to gas. Evaporation rates from free surfaces depend on factors such as temperature, wind speed, water depth and vapor pressure. A detailed study of the information received from the Meteorological Office of Zahak concluded that the factors of temperature and wind speed in this region were the most influential factors, and interestingly, the main factor was the high wind speed. There are several methods to deal with the phenomenon of evaporation, which include the use of physical covering and wind speed. According to previous research, the best attraction of sunlight is to produce the highest Efficiency power in the northern hemisphere to the south. The use of solar panels is considered simultaneously as a physical covering to reducing evaporation and high-energy production. In this paper, priority is given to reducing evaporation and energy production equally. The use of modeling the flow rate effected by horizontal and vertical positioning angles of solar panels was used to obtain the best evaporation reduction using the ANSYS FLUENT 16 model and determining the best horizontal and vertical angle for obtaining the best output efficiency power. The results shows that in this case of designing solar panels measuring 2.5 × 2.5 meters by the angles of, the horizontal angle of 0° (Northwest towards the wind direction) and the angle of inclination of 60° with the evaporative reduction of 90.25 Percentage will be achieved. Also, the highest energy efficiency is achieved under the horizontal angle of 30 degrees (northwest towards the wind direction) and the angle of inclination is 30 degrees to 99.45 percent. Therefore, according to the available data, the optimal possible condition is the horizontal angle of 30 degrees (northwest direction, wind direction) and the angle of inclination of 30 degrees, with a reduction of evaporation of 71.36 percent and energy efficiency of 99.45 percent, Relative to the ideal state.
    Keywords: Evaporation Reduction, Energy Production, Solar Panel, Tilt, Horizontal Angle, ANSYS FLUENT Model
  • Mohadese Kavusi, Abbas Khashei Siuki *, Mohsen Porreza, Bilondi, Mohammad Hossein Najafi Pages 1309-1319
    Monitoring network optimization in water resources, a decision-making process is available for having the best combination in between stations. The study of particle swarm algorithm or PSO algorithm were used for determination of the location and number of network observation wells. The first using the least squares support vector machine model and input parameters coordinates, evaporation, precipitation last two months, one month before groundwater table with RBF kernel function was simulated groundwater table. Then the link LSSVM models and PSO model proper location well under two scenarios were determined. In the first scenario was to determine the location of fixed piezometers 42. In the second scenario was considered as a variable number of piezometers. The results of this study showed, Given that our objective function is to minimize the difference between the observed and the simulated, in the first scenario is the least amount of difference in repeat 280 with the objective function 0.9865. The results of the second scenario shows that the number was 28 piezometers Which represents a decrease of 55 percent compared to the initial state is the number of piezometers. In both scenarios, the distribution of points in the southern parts has increased due to the increase in the hydraulic slope and has decreased in the northern parts. In this scenario, the lowest error was repeated 338 with the aim of 0.9145. This optimization at various stages with several stages of trial and error, show the degree of importance and superiority of the latter scenario than the first scenario.
    Keywords: Groundwater Table, monitoring, particle swarm algorithm, Optimization
  • Mahdi Gachlou, Abbas Roozbahani*, Mohammad Ebrahim Banihabib Pages 1321-1334
    The negative consequences of losing water resources on human life and other biological diversity has led to requirement of the study on the reliability of basins in supplying water. Therefore, in the present research, for the first time, a risk analysis method was used to identify the vulnerability points of water resources, and provide a comprehensive index in the basin scale. Thus, the undesirable event of the basin was determined using risk analysis method called Fault Tree (FTA). Then, the factors that led to fault occurrence including natural hazards and human threats were identified through causal relationships and with the help of logical gates. The proposed model was applied to a case study in the Urmia Basin which is facing water crisis in recent years. The main risk of Lake Urmia Basin was considered as a top event in the structure of the fault tree due to the occurrence of the factors such as water quantity, water quality, ecological, social and economic failure events. Failure likelihood of the top event was calculated about 58% based on the aggregating the probabilities obtained from experts. Due to this high failure likelihood, in order to increase the confidence of the basin, the Birnbaum Index was used to determine the importance measure of the basic events. According to the results, three events of "Improper governance", "the low level of awareness of people", and ''non-release of environmental rights" had the highest contribution in the occurrence of the top event. According to result of this study, comprehensive index can be proposed as a general benchmark for the study water resources risk in other basins of Iran.
    Keywords: Fault Tree Analysis (FTA), Risk assessment, Urmia Lake Basin, Birnbaum Index
  • Hossein Javadzadeh, Zahra Javadzadeh, Hossein Yousefi * Pages 1335-1344
    Population growth over the last decades and consequently the need for food, have led humans to dominate more cultivated land. Inevitably, these lands require water, which can be possible by controlling the rivers water by constructing dams. Finding suitable land for agricultural purposes in a way that suitable conditions for cultivation and also water required for it can be provided by various methods such as controlling surface water (dam) and underground water (well drilling, etc.) It has always been the attention of experts. In this study, the feasibility of suitable agricultural lands in the upstream of the Javeh dam has been investigated. Accordingly, by assuming pumping water with different heads from the pumping station in the dam reservoir, taking into account different factors (slope, head, distance and land use), the site selection has been carried out. Spatial analysis was performed using ArcGIS software. By overlapping the factor maps and weighting each one of them, the appropriate ranges are derived based on the defined factors. The results show that by increasing the head twofold, the area of the selected range is almost doubled, while by increasing the head fourfold , the area of the selected range increases about six times. It should be noted that in this study, verification of the selected areas has done by using satellite images.
    Keywords: Javeh Dam, Site selection, Agricultural Land, geographic Information System (GIS)
  • Eghbal Norozi, Yazdan Yarahmadi, Mohammad Hossein Jahangir * Pages 1345-1353
    Increasing the Earth’s temperature causes disrupting climate balance of the Earth and causes wide climate changes in most areas of the Earth which is defined as “climate change”. Using statistical microscale models in estimation of climate fluctuations makes it possible to produce weather data in proper spatial-temporal scale. Efficiency of LARS - WG Model was studied and evaluated through using statistical parameters RMSE, R2, MAE and MBE for producing and simulating of daily data of minimum and maximum temperature, precipitation and radiation in Borujerd and its resulted changes in the future decades became clear. The results represented that the model is capable enough to produce daily data and used the model’s output after being sure regarding model efficiency and daily data of minimum and maximum temperature, precipitation and radiation for base period (1996 – 2015) was simulated under three scenarios A1B, A2, B1. Results which are obtained from estimation of HadCM3 Model for case studies in the future periods, the average of total meteorology parameters have had increasing trend and each of these three scenarios represent this amount of increase.
    Keywords: climate change_Simulation_Borujerd_LARS – WG Model_Hadcm3
  • Mohammad Reza Nazemzadegan, Hossein Yousefi, Roghayeh Ghasempour * Pages 1355-1369
    Thin films of Bismuth Vanadate (BiVO4)crystals are deposited on bare FTO substrates using hydrothermal method. The samples are annealed in a temperature range from 450 oC to 550 oC. X-Ray Diffraction (XRD) pattern of the prepared BiVO4 thin films confirms its monoclinic structure. Scanning Electron Microscopy (SEM) images determine the truncated bipyramid shape of the crystals while a significant number of crystals expose their high photoelectrochemically active facet. By controlling and optimizing parameters such as temperature, deposition time, precursor concentration, and annealing temperature, a uniform and robust BiVO4 layer is synthesized. Finally, the optimum BiVO4/FTO layer is prepared at 120 oC for at least 4 hours by using a 0.027M BiVO4 precursor solution with a pH of 1.2. In order to have a measurement for the application of the fabricated crystals in water treatment and Hydrogen generation, the linear sweep voltammetry (LSV) measurements of samples are measured and compared. The LSV tests show a photo-response up to 70 µA/cm2 at V=1 V (vs Ag/AgCl) for BiVO4/FTO samples annealed at temperatures higher than 500 oC. In addition, a simple model are proposed to understand the growth behavior of BiVO4 crystals under different growth conditions.
    Keywords: Monoclinic BiVO4, Seed-free hydrothermal growth, PEC
  • Davood Noorollahi, Mahmoud Zakeri Niri * Pages 1371-1384
    In this paper whit thw purpose and process AHP-Fuzzy model, introduced a propr approaches to achive a location decision- making for selecting the palce of spreading operation. With consideration in this field selected three type of water sources and hydrology, geographical and socio-economic factors in level one. Based on these criteria, there are 16geograohical informational layers including: infiltration,ground water level, discharge, water quality, slope , elevation, geology, drainage density, land use, proximity to urban and rural areas, proximity to the infrastructure and roads, proximity to cultural and historical sites, due to the information industrial town is known Eshtehard collection and classification. These matters weghting by Analytical Hierarchy Process (AHP). in order to standardization of layers of fuzzy method used in Arc GIS software enviroment. Integrated maps with WLC method usually in order to map standardizedcontained with fuzzy theory and the obtained results indicated proper areas even for flood distribution as geologically in Quaternary units (Qt3, Qal) The slope prone areas placed in 0-3 % and also the most important restiction in proper areas and extremely areasrelated to Industrial land and water for agriculture but this matter removed of the Map features. With regarding the communication of final results with land usage reveled that for 18.46% of lands in these area they are in the first priority and 20.04% are in the second priority to flood distribution operation which they will be the meadow Lands low density.
    Keywords: Location – flood distribution_fuzzy method- Industrial town in Eshtehard
  • Moslem Borji Hassangavyar, Mahnaz Abolghasemi, Seyedeh Mahsa Mousavi Reineh, Fateme Rouzbahani, Hossein Yousefi * Pages 1385-1399
    Today, the quantitative and qualitative monitoring of fresh water resources in arid and semi-arid areas is one of the requirements of every management, monitoring, and monitoring system. However, the existence of many qualitative variables in international standards has led managers to consider only quantitative variables in terms of economic and temporal conditions. So, selecting this variable is important for assessment the water quality standard. Therefore, the purpose of this study was to determine the variables that are unique and affect the pollution of Qaleh Ghazi Plain of Hormozgan by statistical methods (Principle Components Analysis, Cluster Analysis, Piper diagrams, one way ANOVA, Structural Equation Modeling (SEM)) and Geostatistical. The results of cluster analysis showed that the wells are located in two clusters that can be distinguished by location. The results of PCA / FA showed that 72.77% of the data variance was justified in two factors, and the spatial analysis using Geostatistical showed that the interaction of water-rock in factor score 1 is an evidence of the effective role of evaporative formations on plain contamination. ANOVA results also showed a significant difference between the concentrations of factor score 1 and factor score 2 in factor analysis. Accordingly, the variables EC, Cl, SO42, Mg and Na were selected for review by SEM. The results of this method confirmed the findings of statistical methods.
    Keywords: Groundwater quality, Cluster analysis, factor analyses, One-way ANOVA, Geostatistical, Structural equation modeling